制冷基本技能實(shí)訓(xùn)綜合性任務(wù)的設(shè)計(jì)及其應(yīng)用

肖 震

（佛山市南海技師學(xué)院 廣東 佛山 528237）

制冷基本技能實(shí)訓(xùn)的任務(wù)是使學(xué)生掌握與制冷設(shè)備專業(yè)相關(guān)的基本技能操作工藝，重點(diǎn)掌握制冷操作基本技能，為本專業(yè)其他課程的學(xué)習(xí)和具體項(xiàng)目操作技能的掌握打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)實(shí)訓(xùn)，要求學(xué)生達(dá)到的基本要求包括：熟悉小型制冷設(shè)備管道的加工工藝，熟練掌握割管、彎管、擴(kuò)口和脹口等制冷管道加工技術(shù)；了解氣焊工藝和電焊工藝，熟練掌握小型制冷設(shè)備管道的氧氣—乙炔氣焊操作技能；會(huì)使用制冷維修中常用的電子、電工儀表及制冷專用工具等。

在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，雖然在教學(xué)方法上，我們注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，講解與示范相結(jié)合，集體指導(dǎo)與個(gè)別指導(dǎo)相結(jié)合，但仍感到存在的問(wèn)題。主要是每個(gè)實(shí)訓(xùn)任務(wù)是一個(gè)過(guò)于具體的操作內(nèi)容。例如，練習(xí)紫銅管的銅釬焊，我們要求學(xué)生完成的任務(wù)是在Φ6、8、10mm紫銅管之間進(jìn)行同管徑或異管徑的低銀釬焊，并進(jìn)行銀釬焊外觀與質(zhì)量分析。又如，為了掌握制冷劑加注組合工具的功能，我們要求學(xué)生利用加注組合工具在制冷劑瓶、真空泵和制冷實(shí)驗(yàn)裝置間進(jìn)行連接和觀察。這些具體操作只停留在掌握技能本身的層面。由于任務(wù)太具體，學(xué)生不需要進(jìn)行太多的思考及分析，只要在教師的示范和指導(dǎo)下完成即可，沒(méi)有拓展的空間。學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)與技能是零碎的、孤立的。對(duì)這樣的任務(wù)，學(xué)生沒(méi)有興趣，無(wú)法獲得比較大的成就感，也就無(wú)法較好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)“直冷電冰箱制冷系統(tǒng)組裝”的綜合性任務(wù)。在掌握了相關(guān)專業(yè)知識(shí)與技能后，學(xué)生完成這個(gè)綜合性任務(wù)，可取得較好的教學(xué)效果。

任務(wù)設(shè)計(jì)及實(shí)施

（一）任務(wù)描述

本次任務(wù)的總體目標(biāo)是組裝直冷式電冰箱制冷系統(tǒng)，并進(jìn)行必要的安裝效果檢測(cè)。直冷式電冰箱制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)、冷凝器、干燥過(guò)濾器、毛細(xì)管和蒸發(fā)器等組成。

為了讓學(xué)生注意壓縮機(jī)和冷凝器、蒸發(fā)器、毛細(xì)管的匹配問(wèn)題，保證制冷系統(tǒng)運(yùn)行工況符合冰箱制冷系統(tǒng)工況，我們提供壓縮機(jī)和冷凝器，但要求學(xué)生自己選擇銅管長(zhǎng)度并制作外露蛇形管式蒸發(fā)器，確定毛細(xì)管的長(zhǎng)度。在蒸發(fā)和冷凝系統(tǒng)上，設(shè)計(jì)有多個(gè)檢測(cè)口、檢測(cè)壓力和溫度信號(hào)。為觀察系統(tǒng)內(nèi)制冷劑的流動(dòng)情況，供液管路上加裝了視液鏡。根據(jù)雙門(mén)直冷式電冰箱實(shí)物結(jié)構(gòu)，學(xué)生在模擬鐵架內(nèi)進(jìn)行制冷系統(tǒng)的安裝。壓縮機(jī)置于下部，并做成較大的操作空間，便于調(diào)試、檢測(cè)。鋼絲盤(pán)管式冷凝器置于側(cè)面。自制蛇形管式蒸發(fā)器安裝在降溫箱體內(nèi)，上部為冷凍室，下部為冷藏室，運(yùn)行時(shí)可模擬冰箱的運(yùn)行工況，更適用于制冷系統(tǒng)的調(diào)試教學(xué)。

（二）任務(wù)分解及考核設(shè)計(jì)

教師進(jìn)行工作任務(wù)設(shè)計(jì)時(shí)，要仔細(xì)推敲每個(gè)知識(shí)點(diǎn)、統(tǒng)籌兼顧，為學(xué)生設(shè)計(jì)、構(gòu)造出一系列典型操作性任務(wù)，讓學(xué)生在完成任務(wù)中掌握各種能力。為此，在學(xué)習(xí)總體目標(biāo)的框架上，我們把總體目標(biāo)進(jìn)行細(xì)分，用數(shù)個(gè)系統(tǒng)化的小目標(biāo)涵蓋學(xué)習(xí)模塊的要素，每一個(gè)小目標(biāo)均成為一個(gè)階段性的小任務(wù)，它們是總學(xué)習(xí)目標(biāo)的具體體現(xiàn)。

在實(shí)際操作中，制冷工要使用各種類型的金屬材料，工程中也經(jīng)常對(duì)一些金屬進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)加工，都要應(yīng)用到鉗工及焊工技術(shù)。為了加強(qiáng)學(xué)生的鉗工及焊工基本操作技能，要求他們根據(jù)尺寸利用型鋼和板材制作一金屬框架，為后續(xù)的安裝做平臺(tái)。

電冰箱是一個(gè)在一定工況條件下運(yùn)行的完整封閉系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，壓縮機(jī)扮演了制冷系統(tǒng)中心臟的角色。制冷系統(tǒng)其他部件與壓縮機(jī)制冷量匹配情況的優(yōu)劣決定了電冰箱運(yùn)行效能的高低。自行組裝電冰箱制冷系統(tǒng)，在選擇冷凝器、蒸發(fā)器的傳熱面積和毛細(xì)管的規(guī)格時(shí)，必須與壓縮機(jī)做制冷量匹配。為了讓學(xué)生明白這個(gè)道理，我們提供相關(guān)的資料供學(xué)生參考，并讓他們自行制作外露蛇形管式蒸發(fā)器及確定毛細(xì)管的長(zhǎng)度。

根據(jù)《直冷式電冰箱制冷系統(tǒng)圖》，對(duì)壓縮機(jī)及其他設(shè)備定位并進(jìn)行管道連接。在安裝過(guò)程中學(xué)生熟悉了小型制冷設(shè)備管道的加工工藝。

對(duì)制冷系統(tǒng)進(jìn)行加壓試漏、抽真空及充注制冷劑，完成調(diào)試作業(yè)，檢驗(yàn)安裝實(shí)訓(xùn)效果。由于學(xué)生還未進(jìn)行家用電冰箱檢修技能訓(xùn)練，所以這項(xiàng)任務(wù)主要由教師完成，學(xué)生進(jìn)行觀察。

在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，我們要求以2～4人為小組正確完成制冷系統(tǒng)的安裝，在教師的指導(dǎo)下集體完成制冷系統(tǒng)的調(diào)試運(yùn)行工作。實(shí)訓(xùn)中通過(guò)提問(wèn)或?qū)嵅賹?duì)學(xué)生進(jìn)行抽查和考核。

（三）任務(wù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

毛細(xì)管長(zhǎng)度的確定 實(shí)際上市售電冰箱每一根毛細(xì)管都是憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的，憑經(jīng)驗(yàn)或現(xiàn)成的毛細(xì)管尺寸定位模型初步估算毛細(xì)管的內(nèi)徑和長(zhǎng)度。實(shí)訓(xùn)中，因?yàn)椴恢缽匿N售商獲得的毛細(xì)管的內(nèi)徑大小，且實(shí)訓(xùn)臺(tái)配用的壓縮機(jī)功率（排氣量）都不相同，通過(guò)毛細(xì)管與壓縮機(jī)的匹配尺寸速算公式或者對(duì)照表的數(shù)據(jù)來(lái)確定毛細(xì)管的長(zhǎng)度，往往不能得到很好的匹配。故我們通過(guò)實(shí)測(cè)法來(lái)確定。在冰箱冷凝器輸出端焊接一個(gè)雙尾干燥過(guò)濾器，干燥過(guò)濾器的工藝管焊接針閥，可與維修表閥連通以檢測(cè)壓力。干燥過(guò)濾器的毛細(xì)管端焊接約3.5~4m長(zhǎng)的待測(cè)毛細(xì)管，毛細(xì)管的另一端敞開(kāi)，壓縮機(jī)工藝口與大氣相通。毛細(xì)管內(nèi)徑的選取與系統(tǒng)使用的制冷劑有關(guān)，目前冰箱中使用的制冷劑主要有R600a、R134a兩種。開(kāi)啟壓縮機(jī)觀察接在干燥過(guò)濾器上的壓力表壓力。對(duì)于R600a及R134a系統(tǒng)，此壓力應(yīng) 分 別 在 9.6～10.5kg/cm2、10.5～11.5 kg/cm2之間。若壓力過(guò)高，可適當(dāng)截短一些毛細(xì)管，其長(zhǎng)度一般以300mm為調(diào)整單元。

外露蛇形管式蒸發(fā)器配管長(zhǎng)度的確定 自制蒸發(fā)器選用外徑8mm、壁厚0.5～0.6mm的紫銅管，主要是因其有利于焊接和加工。配管長(zhǎng)度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值確定。當(dāng)冷凍室容量分別為20、35、50升時(shí)，長(zhǎng)度分別約為3.3、5、6.8米；冷藏室容積分別為120、150升時(shí)，長(zhǎng)度分別取2.4、2.9米（回氣管除外）。也可應(yīng)用估算法：由于電冰箱冷凍室深度基本固定在400～450mm，故其容積大小主要與其高度和寬度有關(guān)。冷凍室配管總長(zhǎng)度為5倍的冷凍室上、下、左、右四壁周長(zhǎng)。冷藏室繞管長(zhǎng)度根據(jù)冷藏室容積大小確定，長(zhǎng)度多在2～3m，即可達(dá)到冷藏溫度0～10℃的要求。

降溫箱體的制作 為配合降溫調(diào)試作業(yè)，制作的金屬框架上安裝用真空雙層玻璃做成的箱體，上部為冷凍室，下部為冷藏室。由于使用了雙層玻璃結(jié)構(gòu)，保溫性能好，故運(yùn)行時(shí)可模擬冰箱的運(yùn)行工況，使其用于制冷系統(tǒng)的調(diào)試教學(xué)更具正確性。同時(shí)，通過(guò)透明的真空雙層玻璃，可清晰地觀看到蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行時(shí)的結(jié)霜情況。若條件不允許，也可選擇一臺(tái)結(jié)構(gòu)符合自己設(shè)計(jì)要求的舊冰箱，用手提切割機(jī)切去電冰箱箱體表面面板，挖掉電冰箱的保溫材料，留下電冰箱的框架結(jié)構(gòu)。在完成自制蒸發(fā)器安裝后，再在電冰箱箱體切去面板的地方鑲上有機(jī)玻璃（或玻璃板）。

驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)

本次任務(wù)涉及家用電冰箱，是一個(gè)與學(xué)生經(jīng)驗(yàn)相關(guān)的真實(shí)性任務(wù)。真實(shí)性的任務(wù)，可以使學(xué)生圍繞著解決實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行學(xué)習(xí)和理解，在完成任務(wù)的過(guò)程中，可以使學(xué)生逐步建立解決實(shí)際問(wèn)題的方法。

在任務(wù)驅(qū)動(dòng)過(guò)程中要進(jìn)行有效的學(xué)習(xí)，探究活動(dòng)是必不可少的。我們要求學(xué)生通過(guò)測(cè)試的方法確定毛細(xì)管的長(zhǎng)度，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)值或估算來(lái)計(jì)算蛇形管蒸發(fā)器銅管總長(zhǎng)度，也是為了在提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的不斷循環(huán)中驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)地學(xué)習(xí)。在完成測(cè)試和計(jì)算過(guò)程中，我們沒(méi)有手把手地教，而是提供相關(guān)資料，讓學(xué)生積極思考，通過(guò)任務(wù)分析，提出問(wèn)題，然后，在實(shí)訓(xùn)中自己去探索。這既有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，還有利于學(xué)生將原有知識(shí)庫(kù)中相關(guān)的知識(shí)再現(xiàn)出來(lái)，從而完成新知識(shí)的意義建構(gòu)。

任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式，應(yīng)是一種開(kāi)放性的教學(xué)方式。例如，學(xué)生在進(jìn)行壓縮機(jī)及其他部件定位并進(jìn)行管道連接時(shí)，我們只給出柜架要求，并不指明具體位置。保溫箱體中怎樣布置盤(pán)管式蒸發(fā)器、視液鏡及檢測(cè)口的位置，也交給學(xué)生自定。在制冷系統(tǒng)安裝過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)多種故障。例如，壓縮機(jī)的排氣管（銅）與冷凝器進(jìn)氣管（鐵）焊接時(shí)堵塞管道，毛細(xì)管插入干燥過(guò)濾器過(guò)深而引起堵塞，毛細(xì)管長(zhǎng)度、蒸發(fā)器銅管長(zhǎng)度選擇不當(dāng)引起制冷效果的惡化等。在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，我們?cè)试S學(xué)生犯錯(cuò)。學(xué)生通過(guò)故障現(xiàn)象觀察分析及故障排除過(guò)程，克服了以往同類實(shí)訓(xùn)裝置只能進(jìn)行故障分析，不能對(duì)制冷系統(tǒng)常見(jiàn)故障進(jìn)行實(shí)際維修操作的缺點(diǎn)，學(xué)生獲得了寶貴的維修經(jīng)驗(yàn)。開(kāi)放式的教學(xué)能給學(xué)生以充分的探索時(shí)間與空間，讓學(xué)生自己去理解、去發(fā)現(xiàn)、去解決，培養(yǎng)了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力。

在任務(wù)完成過(guò)程中，學(xué)生所獲得的成就感是驅(qū)動(dòng)學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的良好動(dòng)機(jī)。由于學(xué)生還未進(jìn)行家用電冰箱檢修技能訓(xùn)練，不能獨(dú)立完成對(duì)制冷系統(tǒng)的加壓試漏、抽真空、充注制冷劑及調(diào)試作業(yè)。但檢驗(yàn)實(shí)訓(xùn)效果卻非常重要。教師應(yīng)指導(dǎo)對(duì)每臺(tái)“產(chǎn)品”進(jìn)行調(diào)試作業(yè)，比較制冷效果，并點(diǎn)評(píng)各“產(chǎn)品”在設(shè)備、管路布置上的亮點(diǎn)及不足之處。教師積極的評(píng)價(jià)有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，保持濃厚的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)學(xué)生的后續(xù)課程學(xué)習(xí)將產(chǎn)生強(qiáng)大的動(dòng)力。

在制冷基本技能訓(xùn)練課程教學(xué)過(guò)程中，在教師的幫助下，學(xué)生緊緊圍繞一個(gè)共同的任務(wù)，在強(qiáng)烈的問(wèn)題動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)資源的積極主動(dòng)應(yīng)用，進(jìn)行自主探索和互動(dòng)協(xié)作的實(shí)訓(xùn)。實(shí)踐證明，在完成任務(wù)的過(guò)程中，不僅可培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題所需的各種能力，而且學(xué)生還會(huì)不斷地獲得成就感，可更好地激發(fā)他們的求知欲望。

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